RU1830011C

RU1830011C - Силовой агрегат

Info

Publication number: RU1830011C
Application number: SU894614623A
Authority: RU
Inventors: Хагин Фауст; Древитц Ханс
Original assignee: Ман Нуцфарцойге АГ
Priority date: 1988-07-27
Filing date: 1989-07-26
Publication date: 1993-07-23
Also published as: GB2222212A; GB8915561D0; GB2222212B; DE3825409A1; FR2634850B1; US4976664A; DE3825409C2; FR2634850A1

Abstract

Использование: в транспортных средствах , в частности в автомобил х высокой проходимости . Сущность изобретени : предложен силовой агрегат, например дл автомобилей высокой проходимости, с двигателем 1 и гидростатическо-механической коробкой передач 2 известной конструкции. К последней присоединена коробка передач 10, в которой при помощи двух переключаемых муфт включаетс одна из двух передач, причем одна из этих передач примен етс дл трогани или дл движени с ползущей скоростью и достигает повышени коэффициента трансформации до 25, друга передача действует на участке нормального движени . 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение касаетс силового агрегата , в частности дл колесных автомобилей высокой проходимости, с признаками вида, указанными в ограничительной части первого пункта формулы изобретени .

Цель изобретени - повышение эффективности путем расширени силового диапазона .

На фиг. 1 представлена кинематическа схема силового агрегата; на фиг. 2 - вариант кинематической схемы силового агрегата.

У силового агрегата, который вл етс , например, частью автомобил высокой проходимости , на чертеже показаны: 1 -двигатель , например, дизельный; 2 - гидростатическо-механическа коробка передач с разветвленным потоком мощности, 3 - дифференциал, 3.1, 3.2 - с двух сторон отход щие от дифференциала 3 и соедине- ные с передними или задними ос ми ведущие валы. Коробка передач 2 имеет по меньшей мере четырехвальный планетарный дифференциал 4 по меньшей мере два гидротрансформатора 5,6. В последнем случае

речь идет о регулируемых гидромашинах, которые могут работать в обоих направлени х соответственно как двигатель или как насос и которые соединены непоказанными трубопроводами. Цифрой 7 обозначен входной главный вал, а цифровой 8 - выходной главный вал коробки передач 2. Входной вал 7 сообщен с выходным валом 9 двигател . Выходной вал 8 продлен в область дополнительной коробки передач 10, котора вл етс промежуточным звеном между выходом коробки передач и входом дифференциала 3. Планетарный дифференциал 4 содержит, в представленном варианте, жестко посаженную на входной вал 7 большую солнечную шестерню 11, малую солнечную шестерню 12, водило 13, несколько двойных сателлитов 14, 15, соответственно закрепленных на подшипниках на водиле 13, жестко посаженном на выходной вал 8, жестко св занный с водилом 13 зубчатый венец 16 с наружными зубь ми, а также эпицикл 17. Последний имеет внутренние зубь , которые вход т в зацепление с зубь ми сателли (Л

С

00

со о о

со

тов 14. Мала солнечна шестерн 12 жестко соединена без возможности вращени с полым валом 18, который надет с возможностью вращени на выходной вал 7 и несет жестко закрепленное зубчатое колесо 19. С эпициклом 17 без возможности вращени соединено зубчатое колесо 20, с которым входит в зацепление зубчатое колесо 21, жестко сид щее на валу 22, который вл етс приводным звеном гидротрансформатора 5. Число оборотов выходного вала 8 складываетс из числа оборотов большой солнечной шестерни 11 и числа оборотов эпицикла 17, которое определ етс окружной скоростью сателлитов 14 или водила 13. Гидротрансформатор 5 своим числом оборотов и направлением вращени через зубчатые колеса 21, 20 задает направление и частоту вращени эпицикла 17. Сид щее на полом валу 18 зубчатое колесо 19 входит в зацепление с установленным на промежуточном валу 23 зубчатым колесом 24, враща- ющимс на подшипниках, без осевого перемещени . Смежно с зубчатым колесом 24 расположено зубчатое колесо 25, также закрепленное в осевом направлении и способное вращатьс на промежуточном валу 23, которое входит в зацепление с зубчатым венцом 16, имеющимс на водиле 13. Зубчатое колесо 24 через муфту 25, а зубчатое колесо 26 через муфту 27 могут сцепл тьс с промежуточным валом 23, причем в представленном здесь случае в качестве общего сцеплени органа дл обеих муфт 25 и 27 служит сцепна муфта 28, котора закреплена без возможности вращени на промежуточном валу 23 и может перемещатьс в осевом направлении из одного состо ни зацеплени в другое через нейтральное положение. Промежуточный вал 23 может непосредственно образовывать механическую св зь между планетарным дифференциалом 4 и гидротрансформатором 6, в таком случае последний таким образом был бы св зан своим валом непосредственно с промежуточным валом 23. Однако в представленном варианте исполнени имеетс непр ма св зь, при которой промежуточный вал 23 несет жестко закрепленное зубчатое колесо 29, которое как часть передачи к гидротрансформатору 6 входит в зацепление с зубчатым колесом 30, которое со своей стороны, жестко посажено на вал 31, осуществл ющий .механическую св зь с гидротрансформатором 6. Гидротрансформатор 6 через две различные передачи попеременно соедин етс с выходным валом 8 или с малой солнечной шестерней 12. Перва из двух передач осуществл етс при включенной муфте 27 и отключенной 25 от водила

13 и расположенного на нем зубчатого колеса 16 через зубчатое колесо 26, промежуточный вал 23 и зубчатые колеса 29, 30. Втора осуществл етс от малой солнечной шестерни 12 и полого вала 18 с зубчатым колесом 19 через зубчатое колесо 24 при включенной муфте 25 (одновременно выключена муфта 27) на промежуточный вал 23 и от него через зубчатое колесо 19.

Названна первой передача между выходным валом 8 коробки передач 2 и гидротрансформатором 6 эффективна на первом этапе работы автомобил , при котором соотношение чисел оборотов между выход5 ным валом 8 и входным валом 7 п выходной„

п входной лежит межДУ О и приблизительно 50%. При этом муфта 27 включена, муфта 25 выключена. При этом гидротрансформа0 тор 6 через вал 31, зубчатые колеса 30, 29, промежуточный вал 23 и зубчатые колеса 26, 16 соединен с водилом 13 планетарного дифференциала 4, Гидротрансформатор 5 работает в этом случае при вращении эпи5 цикла 17 в направлении, противоположном направлению вращени проводимой двигателем большой солнечной шестерни 11, в качестве насоса и подает перемещаемую мощность к гидротрансформатору 6, кото0 рый работает как двигатель и вращает вал 31, таким образом, мощность по вышеназванному пути передаетс на выходной вал. При этом с возрастанием отношени чисел оборотов угол скольжени гидротрансфор5 матора 5 возрастает от нул до максимума, угол скольжени гидротрансформатора 6 от максимума возвращаетс к нулю. В конце этого первого этапа работы число оборотов гидротрансформатора 5 в известной мере

0 настолько уменьшаетс , что он полностью или почти останавливаетс . В этом случае практически вс мощность двигател передаетс от планетарного дифференциала 4 на выходной вал 8 коробки передач 2 только

5 механически. В этой ситуации, если автомобиль должен продолжать ускор тьс , происходит переход ко второму этапу работы, при котором соотношение чисел оборотов между выходным валом 8 и входным валом 7

0 ПвыхШвх лежит между приблизительно 50% и приблизительно 100%. Этот переход от одного этапа работы к другому происходит по схеме выключением муфты 27 и включением муфты 25, так что в таком случае станет

5 действовать втора из двух возможных зубчатых передач, а именно-между гидротрансформатором 6 и малой солнечной шестерней 12. Приводна мощность дл гидротрансформатора 6, работающего теперь как насос, передаетс при этом от малой солнечной шестерни 12 через полый вал 8, зубчатые колеса 19, 24, промежуточный вал 23, зубчатые колеса 29, 30 и вал 31. На этом втором этапе работы гидротрансформатор 5 при одинаковом вращении эпицикла 17 и большой солнечной шестерни 11 работает, таким образом, в качестве двигател , который получает приводную мощность от гидротрансформатора 6, работающего как насос, через трубопроводы , которые не показаны.

Таким образом, на первом этапе работы между двигателем 1 и выходным валом 8 коробки передач 2 достигаетс увеличение момента с коэффициентом около 6. Зато на втором этапе работы этот момент с возрастанием отношени чисел оборотов (пвых:пВх 50%) снова понижаетс почти до 1.

Согласно изобретению, к коробке передач 2 с разветвленным потоком мощности, функционирующей как было описано выше, т.е. подвод щей мощности от двигател 1 к выходному валу 8, присоединена дополнительна коробка передач 10, описанна далее во всех детал х. Эта дополнительна коробка передач 10 содержит две различные передачи (кинематические цепи), включаемые одной из двух муфт 32 или 33, которые по выбору действуют между выходным валом 8 коробки передач 2 и входным валом дифференциала 3, не показанного в детал х.

В частности дл этого случа на фиг. 1 представлены следующие органы передачи, а именно:

-зубчатое колесо 34, жестко закрепленное на соответственно удлиненном выходном валу 8 коробки передач 2,

-вход щее в зацепление с зубчатым колесом 34 и жестко соединенное с валом муфты 35 зубчатое колесо 36,

-промежуточное зубчатое колесо 37, соедин емое или разъедин емое с помощью муфты 32 с валом муфты 35,

-вход щее в зацепление с промежуточным зубчатым колесом 37 зубчатое колесо 38, соедин емое или разъедин емое при помощи муфты 33 с выходным валом 8 коробки передач 2,

-соединенное с входным валом дифференциала 3 зубчатое колесо 39, вход щее также в зацепление с промежуточным зубчатым колесом 37.

При этом зубчатые колеса 34 и 37 имеют соответственно равный диаметр, в сравнении с которым зубчатые колеса 36, 38 и 39 имеют больший, соответственно равный диаметр , который равн етс примерно четырем диаметрам колес 34, 37.

При этом в дополнительной коробке передач 10 во включенном состо нии муфт, а именно при включенной муфте 33 и одновременно выключенной 32, передаточное

отношение составл ет 1. Зато в другом возможном состо нии включени , а именно при выключенной муфте 33 и включенной 32, напротив, передаточное отношение внутри дополнительной коробки передач 10

0 от зубчатого колеса 34 к зубчатому колесу 39 составл ет, например, 1:4.

При варианте исполнени согласно фиг. 2 соответственно изобретению дополнительна коробка передач 10 состоит из сле5 дующих компонентов, а именно:

-планетарного дифференциала 40, солнечна шестерн 41 которого жестко закреплена на соответственно удлиненном выходном валу 8 коробки передает 2 и вхо0 дит в зацепление с сателлитами 42, 43, которые расположены на соедин емом или разъедин емом, при помощи муфты 33, с валом 8 водиле 44 и, кроме того, вход в зацепление с внутренним венцом эпицикла

5 45, эпицикл 45 несет многодисковую полумуфту 46 и может тормозитьс или растормаживатьс при помощи соответствующей, закрепленной без вращени , однако имеющей осевую подвижность многодисковой

0 полумуфты 47, котора образует переключающий орган муфты 32;

-зубчатое колесо 48, которое жестко закреплено без вращени на валу 49 водила 44;

5 - промежуточного зубчатого колеса 50, которое входит в зацепление с зубчатым колесом 48 и образует св зь между последним и зубчатым колесом 51, которое соединено с входным валом дифференци0 ала 3.

Зубчатые колеса 48, 50. 51 все имеют одинаковый диаметр. В противоположность этому состо щие в зацеплении друг с другом зубчатые венцы колес 41, 42, 43 и 45

5 планетарного дифференциала подобраны так, что тогда, когда муфта 32 включена, а муфта 33 выключена, передаточное отношение составл ет 1:4, напротив, когда муфта 33 включена, а муфта 32 выключена, переда0 точное отношение внутри дополнительной коробки передач между главным валом 8 и входным валом дифференциала 3 составл ет 1. Однако вместо этих двух фиксированных передач могут быть выбраны также

5 кинематические цепи с другими передаточными отношени ми, при этом в каждом случае большее нужно задавать так, чтобы при умножении этого передаточного отношени на передаточное отношение коробки передач 2 обща степень трансформации между

двигателем 1 и входом дифференциала 3 получалась пор дка от 24 до 25.

Дл осуществлени процесса управлени предусмотрено управл ющее устройство 52, которое получает от датчиков чисел оборотов данные о числе оборотов входного вала 7 (п входной) и выходного вала 8 (п выходной) коробки передачи 2. Кроме того, к управл ющему устройству 52 подключены регулирующие устройства трансформаторов 5, 6, а также устройства воздействи на муфты 25, 27, 32, 33. Управл ющее устройство 52 вызывает при этом, на основании полученных сигналов о числе оборотов, соответствующее регулирование угла проскальзывани гидротрансформаторов 5 и б, а также включение той или другой передачи внутри коробки передач 2 через соответствующее воздействие на сцепные муфты 25 и 27, причем относ ща с к этому активизаци управл ющего устройства 52 вызываетс поступающим извне сигналом 53, который основан на соответствующем требовании водител , например, соответствующее воздействие педали акселератора. Независимо от воздействи на коробку передач 2 возможно воздействие управл ющего устройства 52 также на дополнительную коробку передач 10 через подачу соответствующих команд переключени на муфты 32 и 33. Когда управл ющее устройство 52 включает муфту 33 и одновременно выключает муфту 32, то это значит, что в описываемом случае внутри дополнительной коробки передач 10 действует передаточное отношение 1:1, и, таким образом, на вход дифференциала 3 действует непосредственно такое передаточное отношение, какое возникает на выходном валу 8 коробки передач 2.

Управл ющее устройство 52, однако, может учитывать на основании полученного им дальнейшего сигнала 54, который вызываетс водителем, соответствующее этому желание значительно снизить скорость при переходе от нормальной езды к езде с ползущей скоростью или начать движение в усложненных услови х (при сложном рельефе ), благодар тому, что управл ющее устройство 52 на основании соответствующих расчетов возможности или программировани включает муфту 32, одновременно выключает муфту 33, одновременно и скачкообразно угол проскальзывани гидротрансформатора б устанавливает на ноль и одновременно и также скачкообразно угол проскальзывани гидротрансформатора 5 устанавливает на максимум. При этом можно считать достижение максимального рабочего расчета давлени в гидравлической системе при решении о переключении дополнительной информацией включени замедлени . То есть, управл ющее устройство 52 вызывает в обоих гидротрансформаторах 5, 6 установку угла проскальзывани и состо ни подачи, какие были бы иначе только в конце первого этапа работы при п выходной: п входной около 50%. Если это характерное дл соответству0 ющего изобретени переключение происходит во врем езды на этом этапе работы, то из-за действующего внутри дополнительной коробки передач 10 передаточного отношени , например 1:4, получаетс

5 соответственно умножение его на передаточное отношение, имеющеес внутри коробки передачи 2, и соответственное умножение уровн трансформации. Получаемый при этом высокий общий уровень

0 трансформации снижаетс при отклонении от этой величины (п выходной : п входной 50%) вверху и внизу соответственно на низкий уровень.

Если нужно закончить езду с ползу5 щей скоростью и перейти к нормальному движению, что можно сообщить управл ющему устройству 52 через сигнал 53, то тогда управл ющее устройство 52 вызывает включение муфты 33 и одновременно выключает

0 муфту 32, снова совместно с одновременной скачкообразной установкой угла проскальзывани гидротрансформатора 5 на максимум и одновременным возвращением угла проскальзывани гидротрансформатора 6

5 на ноль. Благодар этому передаточное отношение дополнительной коробки передач вновь становитс 1:1, но так как при названном процессе переключени число оборотов выходного вала коробки передач

0 (п выходной) сильно падает, отмечаетс проход щее посто нство чисел оборотов двигател 1 или только пренебрежимо малое снижение числа оборотов.

Благодар предусмотренной соответст5 вующей изобретению дополнительной коробке передач 10 с ее двум различными кинематическими цеп ми, а также с муфтами 32 и 33 и указанными воздействи ми на эти муфты и угол проскальзывани обоих

0 гидротрансформаторов 5, 6 становитс возможным , когда возникает необходимость подать к ведущим полуос м сравнительно высокий крут щий момент, притом с высоким комфортом переключени во врем ез5 ды.

Остаетс отметить, что схемное воздействие на муфты 32, 33 производитс независимо от воздействи на сцепные муфты 25 и 27, однако, в зависимости от каждый раз имеющегос состо ни схемы в общей комбинации коробок передач по вл етс соответствующее передаточное отношение привода .

Claims

1.Силовой агрегат, преимущественно дл колесных автомобилей высокой проходимости , имеющих двигатель и гидростати- ческо-механическую коробку передач с разветвленным потоком мощностей, включающую по меньшей мере четырехвальный планетарный дифференциал с по меньшей мере двум р дами сателлитов, двум солнечными шестерн ми, водилом, колесом с внутренними зубь ми, а также с двум главными валами, образующими соответственно вход и выход с возможностью подключени к различным валам планетарного дифференциала, и две гидромашины, выполненные с возможностью соединени с одним из соответствующих валов планетарного дифференциала и работающие попеременно как насос или мотор, причем одна из гидромашин при по меньшей мере почти оставленной другой гидромашине выполнена с возможностью сообщени с выходным валом или с малой солнечной шестерней посредством включенной первой муфты или соответственно посредством включенной второй муфты, отличающийс тем, что, с целью повышени эффективности путем расширени силового диапазона, он снабжен дополнительной коробкой передач с двум передачами, имеющей две муфты переключени , выполненные с возможностью включени первой передачи дл трогани или дл движени с ползучей скоростью с необходимым повышением уровн трансформации и включени второй передачи дл нормального движени , а также предусмотрено управл ющее устройство, выполненное с возможностью попеременного включени муфт переключени при одновременном скачкообразном уменьшении подачи одной гидромашины и увеличении подачи другой.

2.Агрегат по п. 1,отличающийс тем, что дополнительна коробка передач

включает жестко посаженное на соответственно удлиненный выходной вал коробки передач первое зубчатое колесо, второе зубчатое колесо, установленное с возможностью сцеплени посредством первой муфты дополнительной коробки передач с выходным валом коробки передач, укрепленное на валу первой муфты третье зубчатое колесо , наход щеес в зацеплении с первым

зубчатым колесом, четвертое зубчатое колесо , установленное с возможностью сцеплени с валом первой муфты посредством второй муфты дополнительной коробки передач и соединенное с выходным

валом дифференциала четвертое зубчатое колесо,

3.Агрегат по п. 2, отличающийс тем, что зубчатые колеса имеют одинаково

больший диаметр, чем оба колеса одного размера.

4.Агрегат по п. 1,отличающийс тем, что дополнительна коробка включает планетарный дифференциал, солнечна ше

стерн которого расположена на соответственно удлиненном выходном валу коробки передач и находитс в зацеплении с сателлитами , которые установлены на водиле, выполненном с возможностью зацеплени с

главным валом, посредством первой муфты, и, кроме того, вход т в зацепление с эпициклом , который выполнен с возможностью вращени или фиксации с помощью первой многодисковой муфты, первое зубчатое колесо , соединенное с водилом или его валом , вход щее в зацепление с зубчатым колесом второе зубчатое колесо равного диаметра и третье зубчатое колесо, вход щее в зацепление с вторым зубчатым колесом , имеющее с ним равный диаметр и соединенное с входным валом дифференциала , причем при включенной второй муфте и отключенной первой муфте передаточное отношение 1:1, при отключенной второй муфте и включенной первой муфте, передаточное отношение между главным валом и входным валом дифференциала более 2.

/ vQ

1

Фиг. i